[实用新型]基于双AD通道的冗余采样处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及基于双AD通道的冗余采样处理装置的保护测控一体化装置。 

背景技术

保护测控一体化装置通过采集模块采集交流模拟电压、电流量和直流开关量。每一路交流模拟量输入都装有采样回路，包括放大器、抗混叠滤波器和一个A/D转换器，将模拟量转换为数字量，再到处理器。由于采样回路元件损坏等原因，造成采样异常，严重影响了继电保护的可靠性。已经公开的双AD通道的冗余采样处理方法和装置在信号转换及处理上仍有改进之处。 

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种改进的基于双AD通道的冗余采样处理方法和装置，满足保护控制及自动化装置的可靠性要求，防止采样回路元件损坏后，采样异常导致装置不正确的动作行为。提出一种信号转换及处理更可靠的方法与装置。 

本实用新型的解决方案是：基于双AD通道的冗余采样处理装置，设置于保护测控一体化装置中，包括交流插件、总线板和CPU插件，保护测控一体化装置的每一路交流模拟电压、电流量接交流插件上的电压互感器和电流互感器，每一路交流模拟电压、电流量还输入CPU插件上采样回路，每个采样回路包括并联的且依次连接的双重运算放大器、抗混叠滤波器和一个A/D转换器，双重运算放大器、抗混叠滤波器和一个A/D转换器依次连接并将模拟量转换为数字量，每个采样回路输出接总线板再接CPU插件上的FPGA，FPGA缓冲转换输出接CPU；总线板和CPU插件连接所有每个采样回路。 

本实用新型基于双AD通道的冗余采样处理，在保护测控一体化装置中通过交流插件采集交流模拟电压、电流量和直流开关量；交流量通过交流插件上的电压互感器和电流互感器变换为交流模拟信号，经过总线板再到CPU插件上的双重化的运放回路和双重化AD采样芯片将模拟量转换为数字量，运放回路是运算放大器、抗混叠滤波器，数字量再接通过FPGA或者CPU来控制采样，采样后的数据送到FPGA，经其缓冲转换后送到CPU；总线板和CPU插件连接所有交流插件采样回路通道模拟量，模拟通道双重化配置在交流插件和CPU插件上完成。 

CPU插件总共支持32路单通道模拟量采样，或16路双重化模拟量采样。CPU插件共包括4片ADC，第一和二片ADC(前16路AD通道)通过FPGA来控制采样，CPU通过FPGA读取数据；第三和四片ADC(后16路AD通道)的采样控制信号线同时引到DSP和FPGA上，由跳线电阻来选通DSP或FPGA采样通道。当CPU控制第三、四片ADC时，CPU板上的ADC_CTRL控制FPGA采样时序以实现采样的同步。 

采用双通道AD采样，通过双核处理器和FPGA软件的高采样率和高优先级中 断处理实现实时校验，正常情况，两个通道数据应基本相同，当数据偏差超过预设限值时，装置发采样异常报警信号；同时，一路AD采样数据控制出口继电器，另一路AD采样数据控制起动继电器，用于开放正电源。数据偏差的预设限值的输出量的15-20％。 

本实用新型方法及其装置的保护对象涵盖了中低压线路、电容器、电抗器、变压器和备用电源自投等，适用于智能变电站、常规变电站、工业自动化领域的电气设备的保护、监视、控制应用，满足电力设备运行与管理的需要。 

本实用新型的有益效果：本实用新型可以解决保护测控一体化装置的采样回路元件损坏造成的不正确动作以及有所偏差的问题。采样回路元件包括AD采样芯片、运放回路等；即使是单CPU处理的情况下，冗余的采样处理方法也提高了装置的可靠性。 

附图说明

图1为本实用新型交流插件图。 

图2为本实用新型的主要结构即AD采样连接示意图。 

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明： 

综合考虑不同应用需求和平台统一，32路A/D采样通道配置为12*2+8模式，支持12路交流模拟量双重化配置(T1～T12，对应A1～A12以及双重化采样通道A17～A28)，外加8路交流模拟量单重化配置(T13～T20，对应A13～A16、A29～A32)。 

采样通道配置见下表1： 

表1 采样通道配置 

采样通道配置原则： 

●交流插件1保护用交流量应双重化配置，通道够用时不使用A13～A15； 

●不作为小信号输入的保护用交流量应配置于常规交流量输入A5～A8； 

●A16、A32可选配为接地选线专用零序电流(五次)、零序电压(五次)输入。